把“基因剪刀”安全送進體內 新技術有效性獲得動物實驗驗證
1月12日
,《自然·生物技術》雜志發(fā)表了上海交通大學系統(tǒng)生物醫(yī)學研究院蔡宇伽教授和復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院洪佳旭副主任醫(yī)師在基因編輯治療領域取得的重大突破:他們研發(fā)出一種能將基因編輯工具遞送到體內的原創(chuàng)技術,首次在動物體內清除了潛伏在三叉神經節(jié)內的單純皰疹病毒(HSV),有望用基因療法治愈病毒性角膜炎。
新技術有效性獲得動物實驗驗證
基因編輯技術發(fā)展至今已有近30年的歷史
,為從根本層面上解決疾病成因提供了可能性。要能實現(xiàn)精確的基因編輯以達到治療效果,不僅需要合適的基因編輯工具,更需要高效且瞬時的遞送技術,將工具準確地引導至作用靶點,以確保治療的安全性和有效性。“目前
,相對于基因編輯工具的快速進化,遞送技術的發(fā)展卻極其緩慢而困難。”蔡宇伽表示,他們研發(fā)出全球首創(chuàng)的基因治療遞送載體——類病毒體-mRNA(VLP-mRNA)。作為一種慢病毒載體,它可以高效感染幾乎所有的細胞,而其中的非病毒成分mRNA又具備瞬時表達的特點。該技術解決了對體細胞進行基因編輯治療的最大技術瓶頸——遞送技術,有望打通基因編輯體內治療的最后一公里。HSV的唯一自然宿主就是人類
。因此,HSV在人群中的感染極為普遍,至今仍是尚未被攻克的醫(yī)學難題。HSV根據(jù)抗原特性不同可分為HSV-1和HSV-2兩種血清型,若眼角膜被HSV-1感染,會引起皰疹性基質性角膜炎(HSK),成為導致感染性失明的首要原因。部分病毒性角膜炎患者能通過接受移植恢復角膜透明
,但移植后容易復發(fā)。在全球范圍內,估計每年有150萬個角膜HSV復發(fā)案例,至少造成4萬人失明。如何在保證安全的基礎上,直接降解病毒的基因組,甚至從根源上“剔”除潛伏的HSV
,就成了亟待解決的問題。
HSV-1在角膜上皮原發(fā)性感染并生產復制后
,會沿逆行方向通過眼神經到達三叉神經節(jié)
。在那里,它們建立了一個病毒貯庫
。一旦重新激活
,疾病便會復發(fā)和惡化
。利用該遞送技術,蔡宇伽和洪佳旭團隊進行了CRISPR基因編輯治療病毒性角膜炎的臨床前研究
,在急性和復發(fā)感染的小鼠模型中實現(xiàn)了從角膜到三叉神經節(jié)的逆行運輸
,成功將潛藏在神經節(jié)的HSV-1病毒庫清除。研究團隊將這項治療技術命名為“HELP”
。
可降低基因編輯脫靶風險
隨著基因編輯工具的不斷發(fā)展
,如何將這些工具更好地遞送進入病灶內,并降低這些工具在細胞中產生的長期風險
,成為基因治療領域日益凸顯的新挑戰(zhàn)
。研究團隊此次開發(fā)的新技術,創(chuàng)新性地將病毒顆粒(VLP)和基因編輯工具的遞送結合起來
,在病毒性角膜炎的動物模型中實現(xiàn)了有效且安全的基因編輯
。
“新技術不僅解決了傳統(tǒng)遞送平臺存在的尺寸限制,且將基因編輯工具的表達載體由長期存在的DNA替換成了瞬時表達的mRNA
,極大地提高了工具使用的靈活性和安全性
。”阿斯利康(瑞典)基因治療項目高級科學家李松沅博士評價道。
這一原創(chuàng)性基因治療技術
,已經獲得細胞水平、動物水平到捐獻者角膜等臨床前研究的可靠性論證。HELP技術以mRNA的形式完成“基因剪刀”(CRISPR/Cas9)的遞送,使得基因編輯酶Cas9在體內的停留時間很短,可最大限度地降低脫靶風險、減少免疫反應。這些結果都有力地支持了HELP作為一種新的抗病毒療法的臨床潛力,將幫助基因編輯真正用于體內治療。
“新遞送技術在動物模型上治愈病毒性角膜炎
,已經得到驗證
。但該技術對人類效果如何,還需深入研究
。”蔡宇伽告訴記者
。
考慮到眼部器官的相對獨立性、病毒性角膜炎的無法治愈性和疾病與技術的適配性
,研究團隊決定繼續(xù)開展合作
。目前,在復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院倫理委員會的論證及許可下
,洪佳旭團隊正在主持開展基于本項技術的初期可控的臨床應用研究
。未來或將應用拓展至其他遺傳性眼科疾病的治療上。(王 春)
責任編輯:孫知兵
關鍵詞:基因剪刀
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